170862. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés félvezető eszközök és integrált áramkörök jóságának vizsgálatára
3 170862 4 karakterisztika gradiensének mérését. Az Uj—U2 _ AU íj—12 AT egyenlettel meghatározott áram-feszültség karakterisztika gradiens a pn átmenet differenciális ellenállását adja az áram-feszültség karakterisztikának az 2 közepes áram által meghatározott pontjában, a szokásos lineáris osztás esetén. Mint már említettük, a pn átmenet áram-feszültség karakterisztikájának gradiense lineáris osztásnál — azaz a differenciális ellenállás — olyan paraméter, amelynek alkalmazása célszerűtlen. Célunk a találmánnyal az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölése. Feladat, olyan eljárás kidolgozása félvezető eszközök és integrált áramkörök jóságának vizsgálatára a pn átmenet egy olyan fizikai paraméterének alapján, amely az átmenet felületének állapotától függ, és meghatározza az alkatrész, illetve az áramkör élettartamát. Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés biztosítja az ellenőrzés eredményének nagyfokú megbízhatóságát, valamint ezen fizikai paraméter közvetlen mérését és leolvasását teszi lehetővé anélkül, hogy kiegészítő számításokat kellene végezni. A találmány szerint e feladatot úgy oldjuk meg, hogy a legalább egy pn átmenettel rendelkező félvezető eszközök és integrált áramkörök jóságának vizsgálatára szolgáló eljárás szerint a pn átmeneten át változó áramot bocsátunk át és egy olyan paramétert határozunk meg, amelyből az alkatrészek és áramkörök jóságára következtetni lehet. A találmány szerint a jóságot jellemző paraméterként az tartományban levő m eltérési tényezőt alkalmazzuk, amely a pn átmenetet valódi áram-feszültség karakterisztikája és az ideális karakterisztika közötti eltérést jelenti. Az áram áteresztő irányban a következő tartományban van: U *T R b ahol U a feszültségesés a pn átmeneten cpT a hőpotenciál, azaz KT/q Rb a pn átmenet bázisáramkörében az ellenállás, beleértve a külső ellenállást, amelyen a következőkben a pn átmeneten az áram által előidézett, és az m eltérési tényező növekményével arányos feszültséget mérjük. Célszerű a pn átmeneten nyitó irányban átbocsátott áram alakját úgy megválasztani, hogy az a pn átmeneten konstans feszültség növekménnyel rendelkező ideális áram-feszültség karakterisztikát biztosít, amelynek változása a vizsgálandó félvezető eszköz és integrált áramkör pn átmenetére vonatkozóan felvilágosítást ad az m eltérési tényező értékéről. Előnyös továbbá, ha a pn átmeneten átbocsátott áram olyan alakú, amely egy egyen- és egy váltakozó komponenst tartalmaz, melyek viszonya állandó, és az m eltérési tényező értéke a feszültség váltakozó komponensének felel meg a pn átmeneten. Célszerűen a pn átmeneten átbocsátott áram exponenciális impulzus alakú, továbbá a pn átmeneten ke-5 letkező feszültséget differenciáljuk és az m eltérési faktor értékére a differenciálás után nyert impulzusok amplitúdójának pillanatnyi értékéből következtetünk A találmány szerint a feladat úgy is megoldható, hogy a félvezető eszközök és integrált áramkörök jósá-10 gának vizsgálatára szolgáló berendezés egy áramgenerátort tartalmaz, amelyre egy kapcsolóelemen át a pn átmenettel rendelkező félvezető eszköz, illetve integrált áramkör csatlakozik, továbbá a berendezés egy ezzel elektromosan összekötött regisztráló készüléket is tar-15 talmaz. A találmány szerint a berendezés legalább egy járulékos áramgenerátorral rendelkezik, amelynek vezérlő bemenetére csatlakozik, és egy kapcsolóelemen át a fő áramgenerátorral váltakozva a pn átmenetre van kapcsolva. A berendezés árambeállítót is tartalmaz, 20 amelynek kimenete az említett generátorok vezérlő bemeneteire csatlakozik és amelynek jelére a generátorok kimenetein az áramok szinkronban változnak. A beállítóval párhuzamosan a pn átmeneten átfolyó áram középértékét rögzítő eszköz van kapcsolva. A pn át-25 menetről levett feszültség olyan átalakítóra kerül, amely a pn átmeneten átbocsátott áram alakjától és annak középértékétől függő átalakítási tényezővel rendelkezik. A félvezető eszköz, illetve az integrált áramkör pn átmenete és az m eltérési tényező értékét rögzítő regiszt-30 ráló lészülék között elektromos csatolás van. Célszerűen a feszültségátalakító az áram-beállító kimenetével is elektromos összeköttetésben áll. Előnyös, ha az áramnak a pn átmeneten történő áthaladásakor — ahol az áram értékét az egyen-, illetve 35 a váltakozó komponens jelenléte határozza meg —, fő és a járulékos áramgenerátor műveleti erősítővel, amelynek visszacsatoló áramkörébe a vizsgálandó félvezető elem vagy integrált áramkör pn átmenete van kapcsolva, és az erősítő bemenetére csatlakozó rezisz-40 tens négypólussal van felépítve, amely kapcsolóelem segítségével biztosítja a pn átmeneten átfolyó két szinkronban változó áramot. Az árambeállító' feszültséggenerátorként van kialakítva, a feszültségátalakító pedig váltakozó áramú feszültségerősítő, amelynek erősí-45 tési tényezője arányos az áram középértékének és az áram különbségének az arányával a műveleti erősítő bemenetén. Előnyös, ha a pn átmeneten exponenciális impulzus 50 alakú áram folyik, hogy a fő- és a járulékos áramgenerátor műveleti erősítővel, amelynek visszacsatoló áramkörében a vizsgálandó félvezető eszköz vagy integrált áramkör pn átmenete van kapcsolva, valamint a műveleti erősítő bemenetére csatlakozó reaktív, aktív vagy 55 nemlineáris elemekkel kialakított négypólussal van felépítve, amely a beállítóval és a kapcsolóelemmel együtt az exponenciális impulzus alakú áram áthaladását biztosítja a pn átmeneten, továbbá a feszültség-átalakító differenciáló egységként van kialakítva. 60 Célszerű továbbá, hogy a nemlineáris elemeket tartalmazó négypólus kivitelezésénél a differenciáló egység összegező vagy differenciáló erősítővel van ellátva, amelynek bemenete a differenciáló egység bemenetére, kimenete pedig a regisztráló készülék bemenetére van 65 kapcsolva, valamint járulékos elektromos kapcsolatot 2
